JP2002317296A - プリント配線基材及び電解スズ系合金メッキ方法 - Google Patents

プリント配線基材及び電解スズ系合金メッキ方法

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JP2002317296A JP2001393551A JP2001393551A JP2002317296A JP 2002317296 A JP2002317296 A JP 2002317296A JP 2001393551 A JP2001393551 A JP 2001393551A JP 2001393551 A JP2001393551 A JP 2001393551A JP 2002317296 A JP2002317296 A JP 2002317296A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 槍状析出物の発生のないスズ系合金メッキを
有するプリント配線基材及び電解スズ系合金メッキ方法
を提供する。 【解決手段】 絶縁基材11と、この絶縁基材11の一
方面に導電層20から形成された配線パターン12とを
具備し、前記配線パターン12の少なくとも一部にスズ
系合金からなるスズ系合金メッキ層25を具備するプリ
ント配線基材10において、前記スズ系合金メッキ層2
5の平均メッキ皮膜粒径が、2μm以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を実装す
るために用いる配線パターンの少なくとも一部にスズ系
合金メッキを施したプリント配線基材及びプリント配線
基材への電解スズ系合金メッキ方法に関する。なお、プ
リント配線基材とは、硬質の絶縁基板を用いたリジット
配線基材や可撓性のあるフィルムを絶縁基板としたフレ
キシブル配線基板をいい、フレキシブル配線基材として
は、TAB(Tape Automated Bond
ing)、COF(Chip On Film)、CS
P(Chip Size Package)、BGA
(Ball Grid Array)、μ−BGA(μ
−Ball Grid Array)、FC(Flip
Chip)、QFP(Quad Flat Packa
ge)などに用いられるフィルムキャリアテープを挙げ
ることができる。
【0002】
【従来の技術】エレクトロニクス産業の発達に伴い、I
C(集積回路)、LSI(大規模集積回路)等の電子部
品を実装するプリント配線板の需要が急激に増加してい
るが、電子機器の小型化、軽量化、高機能化が要望さ
れ、これら電子部品の実装方法として、最近ではTAB
テープ、COFテープ、CSPテープなどのフィルムキ
ャリアテープを用いた実装方式が採用されている。
【0003】このようなプリント配線基材のうちのフレ
キシブル配線基材は、一般的に、連続した絶縁フィルム
上に、金属箔を接着、ラミネートすること又はスパッタ
リングや真空蒸着法あるいは無電解銅メッキにより極め
て薄い導電層を設け、この導電層の上に電気銅メッキを
施すという工程を経て積層基板を作製し、作製された積
層基板をフォトリソグラフィー法により所定のパターン
に形成後さらに表面仕上げ電気メッキを行うことによっ
て製造される。かかるフレキシブル配線基材は、絶縁フ
ィルム上に導体層及び導体層表面仕上げ用の電気メッキ
層からなる配線パターンを有するものとなる。
【0004】このような電気メッキによるメッキ層とし
ては、スズ又はスズ合金からなるスズ系合金が用いられ
ている。例えば、従来より一般的には、スズ−鉛合金が
用いられており、また、国際的な鉛フリー化によって、
スズ−鉛合金の代わりにスズ−ビスマス合金等が用いら
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このようなスズ系合金
のメッキにおいては、配線パターンから面方向に槍状析
出物が多数発生するという問題がある。例えば、図11
及び図12に示すように、レジスト01が設けられてい
ないエリアに複数配列された配線端子02の幅方向に突
出するように槍状析出物03が発生する。かかる槍状析
出物03は、長いものでは50μm以上となるので、端
子間でショートする事態も発生し、歩留まりを大幅に低
下させるという問題がある。このような問題は、特に高
密度化された配線パターンにおいては致命的な問題であ
り、歩留まりに深刻な影響を及ぼすことが容易に予想さ
れる。
【0006】本発明は、このような事情に鑑み、槍状析
出物の発生のないスズ系合金メッキを有するプリント配
線基材及び電解スズ系合金メッキ方法を提供することを
課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の第1の態様は、絶縁基材と、この絶縁基材の一方面
に導電層から形成された配線パターンとを具備し、前記
配線パターンの少なくとも一部にスズ系合金からなるス
ズ系合金メッキ層を具備するプリント配線基材におい
て、前記スズ系合金メッキ層の平均メッキ皮膜粒径が、
2μm以下であることを特徴とするプリント配線基材に
ある。
【0008】かかる第1の態様では、スズ系合金メッキ
層の平均メッキ皮膜粒径が2μm以下であるので、槍状
析出物がほとんど発生しておらず、配線端子間のショー
トなどの虞もないものである。
【0009】本発明の第2の態様は、第1の態様におい
て、前記スズ系合金メッキ層のメッキ厚が、35μm以
下であることを特徴とするプリント配線基材にある。
【0010】かかる第2の態様では、スズ系合金メッキ
層のメッキ厚が35μm以下であるので、槍状析出物が
さらに発生し難い。
【0011】本発明の第3の態様は、第1又は2の態様
において、前記スズ系合金が、スズ−ビスマス合金であ
ることを特徴とするプリント配線基材にある。
【0012】かかる第3の態様では、スズ−ビスマス合
金からなる配線パターンにおいて槍状析出物の発生がほ
とんどない。
【0013】本発明の第4の態様は、第1〜3の何れか
の態様において、前記絶縁基材が可撓性を有するフィル
ムであることを特徴とするプリント配線基材にある。
【0014】かかる第4の態様では、槍状析出物の発生
のないスズ系合金メッキ層を有するフレキシブル配線基
材となる。
【0015】本発明の第5の態様は、第1〜4の何れか
の態様において、前記スズ系合金メッキ層が、パルス電
圧を印加した電解メッキにより形成されたものであるこ
とを特徴とするプリント配線基材にある。
【0016】かかる第5の態様では、パルス電圧を印加
した電解メッキにより、平均メッキ皮膜粒径が2μm以
下のスズ系合金メッキ層が容易に形成され、槍状析出物
の発生が有効に防止される。
【0017】本発明の第6の態様は、プリント配線基材
の配線パターンの少なくとも一部にスズ系合金からなる
スズ系合金メッキ層を形成する際に、メッキ電極間にパ
ルス電圧を印加することを特徴とする電解スズ系合金メ
ッキ方法にある。
【0018】かかる第6の態様では、パルス電圧を印加
した電解メッキを施すことにより、槍状析出物の発生が
有効に防止されたスズ系合金メッキ層が形成される。
【0019】本発明の第7の態様は、第6の態様におい
て、前記メッキ電極間にパルス電圧を印加するのに、直
流電圧を規則的に断続させるチョッパを使用することを
特徴とする電解スズ系合金メッキ方法にある。
【0020】かかる第7の態様では、直流電圧を規則的
に断続させるチョッパを使用することにより、比較的容
易にパルス電圧を印加することができる。
【0021】本発明の第8の態様は、第6又は7の態様
において、前記パルス電圧は、印加時間全体に対する通
電時間の比であるデューティ比Dが1/2以下となるよ
うに印加されることを特徴とする電解スズ系合金メッキ
方法にある。
【0022】かかる第8の態様では、前記パルス電圧が
デューティ比Dが1/2以下となるように印加されるこ
とにより、槍状析出物の発生が有効に防止されたスズ系
合金メッキ層が形成される。
【0023】本発明の第9の態様は、第6又は7の態様
において、前記パルス電圧は、印加時間全体に対する通
電時間の比であるデューティ比Dが1/3以下となるよ
うに印加されることを特徴とする電解スズ系合金メッキ
方法にある。
【0024】かかる第9の態様では、前記パルス電圧が
デューティ比Dが1/3以下となるように印加されるこ
とにより、槍状析出物の発生が有効に防止されたスズ系
合金メッキ層が形成される。
【0025】本発明の第10の態様は、第6〜9の何れ
かの態様において、前記スズ系合金メッキ層の平均メッ
キ皮膜粒径を2μm以下とすることを特徴とする電解ス
ズ系合金メッキ方法にある。
【0026】かかる第10の態様では、パルス電圧を印
加した電解メッキを施してスズ系合金メッキ層の平均メ
ッキ皮膜粒径を2μm以下とすることにより、槍状析出
物の発生が有効に防止されたスズ系合金メッキ層が形成
される。
【0027】本発明の第11の態様は、第6〜10の何
れかの態様において、前記スズ系合金メッキ層のメッキ
厚を35μm以下とすることを特徴とする電解スズ系合
金メッキ方法にある。
【0028】かかる第11の態様では、パルス電圧を印
加した電解メッキを施してスズ系合金メッキ層のメッキ
厚が35μm以下とすることにより、槍状析出物の発生
が有効に防止されたスズ系合金メッキ層が形成される。
【0029】本発明の第12の態様は、第6〜11の何
れかの態様において、前記プリント配線基材の一部をメ
ッキ液に浸漬した状態でパルス電圧を印加することによ
り前記配線パターンの一部に前記スズ系合金メッキ層を
形成することを特徴とする電解スズ系合金メッキ方法に
ある。
【0030】かかる第12の態様では、プリント配線基
材の配線パターンの一部のみに容易にスズ系合金メッキ
層を形成することができる。
【0031】本発明の第13の態様は、第6〜12の何
れかの態様において、前記プリント配線基材は、可撓性
を有するフィルムからなる絶縁基材上に前記配線パター
ンを有することを特徴とする電解スズ系合金メッキ方法
にある。
【0032】かかる第13の態様では、槍状析出物の発
生のないスズ系合金メッキ層を有するフレキシブル配線
基材を製造できる。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
フレキシブル配線基材をその製造方法及び使用例と共に
説明する。勿論、本発明はこれに限定されるものでない
ことはいうまでもない。
【0034】図1には実施形態1に係るフレキシブル配
線基材の概略平面、図2には電子部品を実装した状態の
A−A′断面を示す。
【0035】図1及び図2に示すように、本実施形態の
フレキシブル配線基材10は、TABテープであり、テ
ープ状の絶縁フィルム11の一方面に、複数の配線パタ
ーン12が連続的に形成されている。絶縁フィルム11
は、幅方向両側に移送用のスプロケット孔13を一定間
隔で有し、一般的には、移送されながらIC等の電子部
品30が実装され、電子部品30実装後、各配線パター
ン12毎に切断される。このようなフレキシブル配線基
材10は、電子部品30が実装された後、各配線パター
ン12毎に切断される場合と、各配線パターン12毎に
切断された後、電子部品30が実装される場合がある。
なお、テープ状の状態の場合も、各配線パターン12毎
に切断した場合も、フレキシブル配線基材10であり、
電子部品30の実装の有無も問わない。
【0036】また、絶縁フィルム11の幅方向両端部に
は、スプロケット孔13が設けられているが、絶縁フィ
ルム11にスプロケット孔13と共に位置合わせのため
の貫通孔、不良パッケージ表示、パッケージ外形などの
種々の目的に合わせた貫通孔が形成されていてもよい。
【0037】配線パターン12は、実装する電子部品3
0と接続するデバイス側接続端子14と、外部と接続す
る入力側外部接続端子15及び出力側外部接続端子16
とを具備し、これらを除く領域が、ソルダーレジスト層
17によって覆われている。
【0038】ここで、絶縁フィルム11としては、可撓
性を有すると共に耐薬品性及び耐熱性を有する材料を用
いることができる。かかる絶縁フィルム11の材料とし
ては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド等を挙げ
ることができ、特に、ビフェニル骨格を有する全芳香族
ポリイミド(例えば、商品名:ユーピレックス;宇部興
産(株))が好ましい。なお、絶縁フィルム11の厚さ
は、一般的には、25〜125μm、好ましくは、50
〜75μmである。
【0039】このような絶縁フィルム11は、配線パタ
ーン12の所定の領域にデバイスホール18がパンチン
グにより形成されている。配線パターン12のデバイス
側接続端子14は、デバイスホール18の縁部からデバ
イスホール18内に突出するように設けられており、こ
のデバイス側接続端子14には、例えば、金(Au)か
らなるバンプ31を介して電子部品30が接続されてい
る。詳しくは、電子部品30は、デバイスホール18よ
りも小さな外形を有し、電子部品30の電極32に施さ
れたバンプ31を介してデバイスホール18内に突出し
たデバイス側接続端子14と電気的に接続されている。
【0040】配線パターン12は、絶縁フィルム11に
形成されたデバイスホール18及びスプロケット孔13
などが形成された一方の面に、一般的には、銅やアルミ
ニウムからなる導電体箔などの導電層20をパターニン
グすることにより形成される。このような導電層20
は、絶縁フィルム11上に直接積層しても、接着剤層を
介して熱圧着等により形成してもよい。導電層20の厚
さは、例えば、6〜70μm、好ましくは、8〜35μ
mである。導電体箔からなる導電層20としては、銅箔
が好ましい。
【0041】なお、絶縁フィルム11上に導電体箔を設
けるのではなく、導電体箔に、例えば、ポリイミド前駆
体を塗布し、焼成してポリイミドフィルムからなる絶縁
フィルムとすることもできる。
【0042】また、絶縁フィルム11上に設けられた導
電層20は、フォトリソグラフィー法により、デバイス
側接続端子14、入力側外部接続端子15及び出力側外
部接続端子16を含む配線パターン12としてパターニ
ングされる。すなわち、フォトレジスト層を塗布した
後、フォトレジスト層をフォトマスクを介してエッチン
グ液で化学的に溶解(エッチング処理)して除去し、さ
らにフォトレジストをアルカリ液等にて溶解除去するこ
とにより導電体箔をパターニングする。
【0043】なお、絶縁フィルム11上の幅方向両側に
は、配線パターン12に連続して、入力側外部接続端子
15及び出力側外部接続端子16のそれぞれに亘ってメ
ッキリード21及びこれらを相互に導通する導通部22
がパターニングされている。これらは後述するメッキ時
に使用されるもので、その後、除去できる領域に形成さ
れている。
【0044】次いで、このようにエッチングによりパタ
ーニングされた配線パターン12上には、ソルダーレジ
スト材料塗布液が塗布され、所定のパターニングによ
り、ソルダーレジスト層17が形成される。
【0045】さらに、ソルダーレジスト層17により覆
われていない配線パターン12上、すなわち、デバイス
側接続端子14、入力側外部接続端子15及び出力側外
部接続端子16上には、メッキ層25が形成される。具
体的には、デバイス側接続端子14上には、スズからな
る第1のメッキ層25aが設けられ、入力側外部接続端
子15及び出力側外部接続端子16上には、スズからな
る第1のメッキ層25aとこの上にスズ−ビスマス合金
からなる第2のメッキ層25bとが設けられている。
【0046】本実施形態では、スズからなる第1のメッ
キ層25aは無電解メッキで形成し、スズ−ビスマス合
金からなる第2のメッキ層25bは、詳細は後述する本
発明に係る電解スズ系合金メッキ方法により形成した。
なお、スズからなる第1のメッキ層25aも本発明に係
る電解スズ系合金メッキ方法により形成してもよい。
【0047】ここで、スズ系合金メッキ層である第1及
び第2のメッキ層25a及び25bの平均メッキ皮膜粒
径は2μm以下であり、メッキ厚はそれぞれ35μm以
下、好ましくは10μm以下である。これにより、第1
及び第2のメッキ層25a及び25bには槍状析出物が
ほとんど発生しておらず、デバイス側接続端子14、入
力側外部接続端子15及び出力側外部接続端子16の配
線端子間のショートは全くない。
【0048】このような平均メッキ皮膜粒径は2μm以
下であり、メッキ厚はそれぞれ35μm以下、好ましく
は10μm以下であるスズ系合金メッキ層の形成方法は
特に限定されず、少なくとも平均メッキ皮膜粒径は2μ
m以下となるようにメッキすれば槍状析出物はほとんど
生成することはない。実験の結果、少なくとも平均メッ
キ皮膜粒径を2μm以下とし、さらに必要に応じて、メ
ッキ厚を35μm、好ましくは10μm以下とすれば、
長さが10μmを超す槍状析出物はほとんど発生しない
ことが確認された。
【0049】このような平均メッキ皮膜粒径が2μm以
下となるメッキ層を形成するメッキ方法としては、後述
するようにパルス電圧を印加してメッキする本発明のメ
ッキ方法の他、メッキ液に添加剤を添加して平均メッキ
皮膜粒径を小さくする方法が考えられる。このような添
加剤としては、例えば、アミン−アルデヒドの反応生成
物であるRPAAなどを挙げることができる。なお、こ
のような添加剤を添加して形成したスズ系合金メッキ層
は、添加剤を添加しないで形成した場合と比較して脆く
なり、曲げ強度が低下するなどの欠点を有する。
【0050】次に、本発明に係るスズ系合金メッキ方法
を実施するためのメッキ装置の一例を図3を参照しなが
ら説明する。
【0051】図3に示すように、メッキ装置40は、メ
ッキ液41を保持するメッキ槽42と、このメッキ槽4
2内に設けられてアノードを構成する電極43とを有す
る。
【0052】また、メッキ槽42は、本実施形態のフィ
ルムキャリアテープとなる連続する絶縁フィルム11、
すなわち、表面に導電層20をパターニングした配線パ
ターン12が設けられた連続する絶縁フィルム11が、
その内部で起立した状態でメッキ液41中に浸漬されな
がら、図示しない搬送手段によって連続的に搬送される
ように、略矩形断面形状で長手方向に延びる樋形状に構
成されている。すなわち、メッキ槽42の長手方向両側
の壁42aに、それぞれスリット部42bが設けられて
おり、絶縁フィルム11は、このメッキ槽42の長手方
向一方の壁42aに設けられたスリット部42bからメ
ッキ槽42内の幅方向ほぼ中央部を長手方向に搬送さ
れ、他方の壁42aに設けられたスリット部42bを介
してメッキ槽42の外側に搬送されるようになってい
る。なお、このメッキ槽42には、図示しない循環装置
によって新しいメッキ液が供給されるようになってお
り、液面の高さは常に一定の位置に保持されている。
【0053】メッキ装置40では、陰極(カソード)
は、フレキシブル配線基材10の配線パターン12を構
成する導電層20であり、この導電層20は、メッキリ
ード21を介して、例えば、メッキ槽42の外側に設け
られるロール状の接触部材45に導通し、接触部材45
はそれぞれ電源46に接続されている。
【0054】ここで、電源46は、電極43と接触部材
45との間にパルス電圧を印加するもので、直流電源4
7とチョッパ48とを具備するものである。すなわち、
電源46は、直流電源47の直流電圧をチョッパ48に
より規則的に断続させることにより、パルス電圧を電極
43と接触部材45との間に印加するものである。な
お、パルス電圧の印加手段はこれに限定されるものでは
なく、パルス電圧を発生させる種々の手段が使用でき
る。
【0055】次に、このようなメッキ装置40を用いて
第2のメッキ層25bを形成する本発明に係るメッキ方
法について説明する。まず、図4に示すように、配線パ
ターン12の入力側外部接続端子15側を下向きとして
フレキシブル配線基材10をメッキ装置40に配置す
る。すなわち、配線パターン12の入力側外部接続端子
15のみがメッキ液41に浸漬するように、フレキシブ
ル配線基材10をメッキ装置40に配置する。そして、
このフレキシブル配線基材10を連続的に移動させなが
ら電気メッキを行う。このとき、電極43と接触部材4
5との間には、直流電源47により所定のパルス電圧を
印加する。これにより、入力側外部接続端子15の第1
のメッキ層25a上のみに第2のメッキ層25bが形成
されるが、槍状析出物はほとんど発生せず、入力側外部
接続端子15の配線端子間のショートは全くない。な
お、第2のメッキ層25bは、平均メッキ皮膜粒径は2
μm以下であり、メッキ厚が35μm以下である。
【0056】上述したメッキ装置40では、メッキする
領域のみをメッキ液41に浸漬してメッキを行ったが、
メッキする領域以外をパッキンやレジストでマスキング
し、例えば、全体をメッキ液41に浸漬してメッキする
ようにしてもよい。
【0057】このようなスズ系合金メッキ方法における
パルス電圧の印加条件は、槍状析出物が生成しないで、
基本的な特性を備えたメッキ膜を形成できる条件であれ
ばよい。一般的には、パルス電圧は、印加時間全体に対
する通電時間の比であるデューティ比Dが1/2以下、
好ましくは、1/3以下として、繰り返し印加するよう
にすると、槍状析出物が発生しないメッキ層が形成され
る。ここで、デューティ比Dは、以下の式で定義され、
図5で表される。
【0058】
【数1】D=Ton/(Ton+Toff) ここで、Tonはパルス電圧通電時間、Toffはパルス電
圧中断時間である。
【0059】このようにすることで、配線パターン12
のソルダーレジスト層17が形成されていない領域、す
なわち、メッキ液41に浸漬された被メッキ部である入
力側外部接続端子15にスズ系合金メッキからなる第2
のメッキ層25bを、槍状析出物を発生させることなく
形成することができる。
【0060】なお、本実施形態では、スズ系合金メッキ
層として、スズ−ビスマス合金メッキ(ビスマス濃度が
5〜20%程度)を採用した。スズ−ビスマス合金は、
鉛フリーの半田として有望なものであり、ビスマス濃度
を5〜20%と高濃度とすることにより、鉛半田と同等
の融点を有するメッキ層を得ることができる。
【0061】また、このようなスズ−ビスマス合金メッ
キを施すメッキ装置40では、メッキ液41のビスマス
が第2のメッキ層25bとして析出されるため、常に一
定のビスマス濃度の第2のメッキ層25bを形成するに
はメッキ液41にビスマス化合物を補充する必要があ
る。このビスマス化合物としては、例えば、アルカンス
ルホン酸系またはアルカノールスルホン酸系の3価のビ
スマス化合物を挙げることができる。このようなビスマ
ス化合物をメッキ液41中に補充することにより、一定
のビスマス濃度(約5〜20%)の組成であるスズ−ビ
スマス合金からなる第2のメッキ層25bを容易に形成
することができる。
【0062】さらに、本実施形態では、フレキシブル配
線基材10としてTABテープを例示したが、勿論、こ
れに限定されず、本発明をT−BGA(Tape Ba
llGrid Array)テープ、テープCSP(C
hip Size Package)、ASIC(Ap
plication Specific Integr
ated Circuit)テープなどの各種半導体パ
ッケージ等に適用できることはいうまでもない。
【0063】(実施例1)上述したようなTABテープ
であるフレキシブル配線基材10の配線部、すなわち、
デバイス側接続端子14、入力側外部接続端子15及び
出力側外部接続端子16上以外の部分にソルダーレジス
ト層17を設け、デバイス側接続端子14、入力側外部
接続端子15及び出力側外部接続端子16上に、無電解
メッキにより、スズからなる第1のメッキ層25aを設
け、その後、アニール処理したものを用意した。
【0064】このようなTABテープに上述したメッキ
装置40を用いて、入力側外部接続端子15及び出力側
外部接続端子16にスズ−ビスマス合金(ビスマス5重
量%)からなる第2のメッキ層25bを形成した。
【0065】詳細には、メッキ装置40のメッキ液41
として、5重量%Bi−Sn合金メッキ液(石原薬品社
製;PF−05Mをベースとする)を用い、40℃に保
持してTABテープの入力側外部接続端子15及び出力
側外部接続端子16の何れか一方側を浸漬し、電極43
と接触部材45との間に、電流密度10A/dm、デ
ューティ比D=1/3(Ton=45msec、Toff=
90msec)のパルス電圧を印加し、厚さ10μmの
第2のメッキ層25bを形成した。同様にして、入力側
外部接続端子15及び出力側外部接続端子16の他方側
にも第2のメッキ層25bを形成した。なお、電極43
としてはSn電極を用いた。
【0066】このように形成した第2のメッキ層25b
を有する入力側外部接続端子15及び出力側外部接続端
子16を顕微鏡で観察した結果を図6に示す。図6から
わかるように、第2のメッキ層25bには槍状析出物は
確認されず、第2のメッキ層25bを形成した入力側外
部接続端子15及び出力側外部接続端子16も凹凸の少
ないシャープなものであった。なお、第2のメッキ層2
5bの平均メッキ皮膜粒径は平均で1.68μmであっ
た。
【0067】ここで、平均メッキ皮膜粒径は、図10に
示すように、走査顕微鏡(SEM)写真から求めた。す
なわち、対角線a、bの実際の長さを測定し、これをα
とする(=α)、次にその対角線上に有る結晶粒の個数
を測定し、これをβとする(=β)、このα及びβを用
いて平均粒径=α/βを求めた。
【0068】(比較例)メッキする際に、電極43と接
触部材45との間に、電流密度10A/dmの直流電
圧を印加した以外は実施例と同様にして、厚さ10μm
のスズ−ビスマス合金からなるメッキ皮膜を形成した。
【0069】かかるメッキ皮膜を有する配線部を実施例
と同様に顕微鏡で観察した結果を図7に示す。図7から
わかるように、比較例のメッキ皮膜には、長さが50μ
mを超す槍状析出物3が確認され、又、多数の短い槍状
析出物も確認され、メッキ皮膜を有する配線部の形状も
凹凸の多いものであった。
【0070】(実施例2)16重量%Bi−Sn合金メ
ッキ液(石原薬品社製;PF−05Mをベースとする)
を用い、電流密度を出力端子側で15A/dm、入力
端子側で13A/dm、デューティ比D=1/4(T
on=10msec、Toff=30msec)とした以外
は実施例1と同様にスズ−ビスマス合金メッキを施し
た。メッキ厚は5〜6μmの狙いとした。なお、電極4
3としては表面にPtメッキを施したPt電極を用い
た。
【0071】400m、1100m及び1700m処理
した後、それぞれ14ずつの配線パターンの28配線端
子分を顕微鏡で観察し、槍状析出物の数及び大きさを測
定した。結果を表1に示す。また、それぞれの処理品の
走査顕微鏡(SEM)写真を図8及び図9に示す。な
お、平均メッキ皮膜粒径は、実施例1と同様に測定し
た。
【0072】
【表1】
【0073】(試験例1〜9)絶縁フィルム上に設けた
銅の導電層の上にスズの無電解メッキを施したテストサ
ンプル(配線用端子を28本有する)に、5%Bi−S
n合金メッキのメッキ液(石原薬品社製;PF−05M
をベースとする)を用いて、下記条件下で電解メッキを
施した。その後、メッキ厚、メッキ層の外観観察、SE
Mによるメッキ皮膜粒径の測定を行った。
【0074】アノードとしてSn板を用い、アノードと
9cmの距離をおいてテストサンプルを配置し、パルス
通電量10A/dmとしてメッキ厚10μmを狙って
メッキした。また、メッキ液はポンプにより循環させ
た。
【0075】メッキ条件、メッキ厚を表2に、槍状析出
物の生成、平均メッキ皮膜粒径を表3に示す。なお、メ
ッキ厚は蛍光X線により測定し、槍状析出物は28本の
端子について、11μm以上のものの数を計測した。ま
た、平均メッキ皮膜粒径は、実施例1と同様の方法で測
定した。
【0076】(比較試験例)パルス電圧の代わりに直流
電圧を印加した以外は試験例1〜9と同様にしてメッキ
を行った。
【0077】
【表2】
【0078】
【表3】
【0079】この結果、平均メッキ皮膜粒径を約2μm
以下とすることにより、11μm以上の槍状析出物はほ
とんど発生しなくなり、配線端子間のショートなどの虞
がないことが確認された。
【0080】また、パルス電圧を印加してメッキを施す
場合、デューティ比を低下するほど槍状析出物の発生数
が減少し、デューティ比が1/2以下で直流電圧印加と
の差が顕著に現れ、1/3以下ではさらに効果的であ
り、0.17以下では11μm以上の槍状析出物は発生
しなくなることが確認された。一方、同一デューティ比
では、Ton時間を長くした方が槍状析出物の数を低減で
きることがわかった。
【0081】なお、異常析出、メッキむら、変色、液潜
り、耐熱テスト、クラック、半田濡れ性などについても
比較したところ、試験例1〜9と比較試験例とでは差異
は認められなかった。
【0082】(試験例10)試験例1〜9と同様に、絶
縁フィルム上に設けた銅の導電層の上にスズの無電解メ
ッキを施したテストサンプル(配線用端子を28本有す
る)に、16%Bi−Sn合金メッキのメッキ液(石原
薬品社製;PF−05Mをベースとする)を用いて、下
記条件下で電解メッキを施した。その後、メッキ厚、メ
ッキ層の外観観察、SEMによるメッキ皮膜粒径の測定
を行った。メッキ条件は以下の通りである。
【0083】アノード:Ptメッキを施したメッシュ状
のPt電極 印加電源:パルス電源(デューティ比D=1/4(Ton
=10msec、Toff=30msec) 電流密度:16.7A/dm 狙いメッキ厚:30μm
【0084】メッキ厚は、平均で31.79μmであ
り、平均メッキ皮膜粒径は、1.68μmであった。ま
た、槍状析出物は28本の端子×2ピースについて、1
1μm以上のものが2カ所で観察された(11μmのも
の12μmのもの)。なお、メッキ厚及び平均メッキ皮
膜粒径は、試験例及び実施例1と同様の方法で測定し
た。
【0085】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スズ系合金メッキ層の平均メッキ皮膜粒径を2μm以下
とすることにより、槍状析出物がほとんど発生しないで
配線端子間のショートなどの虞もないスズ系合金メッキ
を有するプリント配線基材を提供することができ、ま
た、メッキ電極間にパルス電圧を印加してメッキするこ
とにより、槍状析出物の発生が有効に防止されたスズ系
合金メッキ層を形成することができるという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1には本発明の実施形態1に係るフレキシブ
ル配線基材の概略平面図である。
【図2】図1のフレキシブル配線基材に電子部品を実装
した状態のA−A′断面図である。
【図3】本発明のスズ系合金メッキ方法を実施するため
のメッキ装置を示す概略斜視図である。
【図4】本発明のスズ系合金メッキ方法の一例を説明す
るための図である。
【図5】本発明のスズ系合金メッキ方法を実施する際の
パルス電圧の印加状態を示す説明図である。
【図6】本発明の実施例1の配線部の拡大図である。
【図7】本発明の比較例の配線部の拡大図である。
【図8】本発明の実施例2のスズ系合金メッキ層の表面
のSEM写真である。
【図9】本発明の実施例2のスズ系合金メッキ層の表面
のSEM写真である。
【図10】本発明における平均メッキ皮膜粒径を測定す
る方法を示す説明図である。
【図11】従来技術にかかる電解スズメッキ方法により
プリント配線基材にスズ系合金メッキを行った場合の配
線部の拡大図である。
【図12】図11の槍状析出物を拡大して示す図であ
る。
【符号の説明】
3 槍状析出物 10 フレキシブル配線基材 11 絶縁フィルム 12 配線パターン 13 スプロケット孔 14 デバイス側接続端子 15 入力側外部接続端子 16 出力側外部接続端子 17 ソルダーレジスト層 20 導電層 25a 第1のメッキ層 25b 第2のメッキ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/60 311 H01L 21/60 311W H05K 1/09 H05K 1/09 A 3/18 3/18 G Fターム(参考) 4E351 AA02 AA04 AA16 BB01 BB33 BB35 CC06 CC07 DD04 DD06 DD12 DD13 DD21 DD54 GG14 4K024 AA21 AB02 AB08 AB17 AB19 BA09 BA12 BB11 BC02 CA07 DA02 EA04 FA02 FA05 GA16 5E343 AA07 AA16 AA18 AA33 BB14 BB23 BB24 BB28 BB54 BB67 CC67 DD33 DD43 DD46 DD76 ER12 ER18 GG08 5F044 MM03 MM13 MM23 MM48

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基材と、この絶縁基材の一方面に導
    電層から形成された配線パターンとを具備し、前記配線
    パターンの少なくとも一部にスズ系合金からなるスズ系
    合金メッキ層を具備するプリント配線基材において、 前記スズ系合金メッキ層の平均メッキ皮膜粒径が、2μ
    m以下であることを特徴とするプリント配線基材。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記スズ系合金メッ
    キ層のメッキ厚が、35μm以下であることを特徴とす
    るプリント配線基材。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記スズ系合
    金が、スズ−ビスマス合金であることを特徴とするプリ
    ント配線基材。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の何れかにおいて、前記絶
    縁基材が可撓性を有するフィルムであることを特徴とす
    るプリント配線基材。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4の何れかにおいて、前記ス
    ズ系合金メッキ層が、パルス電圧を印加した電解メッキ
    により形成されたものであることを特徴とするプリント
    配線基材。
  6. 【請求項6】 プリント配線基材の配線パターンの少な
    くとも一部にスズ系合金からなるスズ系合金メッキ層を
    形成する際に、メッキ電極間にパルス電圧を印加するこ
    とを特徴とする電解スズ系合金メッキ方法。
  7. 【請求項7】 請求項6において、前記メッキ電極間に
    パルス電圧を印加するのに、直流電圧を規則的に断続さ
    せるチョッパを使用することを特徴とする電解スズ系合
    金メッキ方法。
  8. 【請求項8】 請求項6又は7において、前記パルス電
    圧は、印加時間全体に対する通電時間の比であるデュー
    ティ比Dが1/2以下となるように印加されることを特
    徴とする電解スズ系合金メッキ方法。
  9. 【請求項9】 請求項6又は7において、前記パルス電
    圧は、印加時間全体に対する通電時間の比であるデュー
    ティ比Dが1/3以下となるように印加されることを特
    徴とする電解スズ系合金メッキ方法。
  10. 【請求項10】 請求項6〜9の何れかにおいて、前記
    スズ系合金メッキ層の平均メッキ皮膜粒径を2μm以下
    とすることを特徴とする電解スズ系合金メッキ方法。
  11. 【請求項11】 請求項6〜10の何れかにおいて、前
    記スズ系合金メッキ層のメッキ厚を35μm以下とする
    ことを特徴とする電解スズ系合金メッキ方法。
  12. 【請求項12】 請求項6〜11の何れかにおいて、前
    記プリント配線基材の一部をメッキ液に浸漬した状態で
    パルス電圧を印加することにより前記配線パターンの一
    部に前記スズ系合金メッキ層を形成することを特徴とす
    る電解スズ系合金メッキ方法。
  13. 【請求項13】 請求項6〜12の何れかにおいて、前
    記プリント配線基材は、可撓性を有するフィルムからな
    る絶縁基材上に前記配線パターンを有することを特徴と
    する電解スズ系合金メッキ方法。
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